基于SLP理論的高校大學科技園選址研究

孔慶書，王 震

(河北科技大學經濟管理學院，河北石家莊 050018)

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基于SLP理論的高校大學科技園選址研究

孔慶書，王 震

(河北科技大學經濟管理學院，河北石家莊 050018)

為了實現大學科技園規劃選址決策的科學化，基于大學管理視角，突破現有大學科技園規劃選址多從建筑學角度考慮范疇，運用工業工程中的SLP理論,從理論及實證方面對大學科技園的選址問題進行了研究，對大學科技園與校園內各功能分區間的相關性進行分析,規劃出擬建設大學科技園的備選區域，基于P-中值算法的離散點靜態模型，分析得出大學科技園選址的規劃方案。

管理工程其他學科；大學科技園；規劃；選址；P-中值模型；SLP理論

大學科技園是以大學為依托，將大學的綜合資源優勢與社會其他資源優勢相結合，為大學科技成果轉化、創新人才培養、高新技術企業孵化、產學研結合等提供技術支撐的平臺或服務的機構[1]。對大學科技園的研究最早出現于美國斯坦福大學，即在斯坦福大學校園周邊建設高科技園區，促進了大學與外界的合作[2]。隨著科技發展及高校辦學職能的完善，20世紀80年代后期，中國大學科技園如清華大學、北京大學等大學科技園迅速成長[3]。大學科技園成為高校實施國家創新驅動發展戰略的重要陣地。

工業工程中的SLP理論主要對人員、物料、設備、能源和信息組成的集成系統進行布局規劃，它的主旨是改善生產和服務系統，提高運行效率、減少浪費。該理論一般應用于工業領域，隨著工業工程學科的發展，也陸續運用到了服務及其他領域[4-5]。

大學科技園建設的首要問題是如何進行選址。當前，中國多數大學科技園的規劃選址是從建筑設計角度進行研究,從其他領域視角研究較少，從校園管理角度對大學科技園選址的研究更少。傳統大學校園規劃布局依據建筑學原理，強調了各校園功能分區的相對獨立性[6]，考慮功能分區間的聯系較少，有的校園也沒有大學科技園區的預留空間，不能適應大學發展的多樣化建設需求。

1 理論方法研究

1.1 SLP理論

SLP理論是由R·Muther提出的，該方法提出了作業單位相互關系密級表示法，使布置設計由定性階段發展到定量階段。在工業工程布局規劃的SLP理論中把產品P、產量Q、生產路線R、輔助服務部門S和生產時間安排T作為給定的基本要素作為布置設計工作的出發點。SLP理論通常用于傳統制造業中用于完善制造流程、提高生產設備運作效率,由于其應用效果顯著、方法簡便合理而在制造型企業中被廣泛使用，隨著方法拓展也逐漸被推廣到服務業中,并產生了良好的效果,依據SLP理論的規劃方法流程圖如圖1所示。

圖1 SLP方法的流程圖Fig.1 Flowchart of SLP

1.1.1 SLP理論應用于高校校園規劃選址

根據高校功能，大學校園內各建筑設施按照其使用功能進行規劃。一般高校校園布局分為教學區、行政辦公區、學生生活區、大學科技園區、教職工生活區、大學商城區及體育運動區等功能區[7]。高校校園分區將各個功能區合理規劃防止了各區之間相互干擾,在一定程度上保證了大學的有序發展。大學科技園的規劃選址就要科學合理的規劃大學校園各個功能區之間的相互關系，從校園空間、建筑和人流角度統籌規劃，讓高校校園人性化可持續發展[8]。而對于校園規劃主要考慮，1)校內教師和學生的人流量，即校園內人員在各功能分區之間與建筑單位之間的流動數量；2)行走路線，即校園內的學生和老師根據自身每天的任務和工作需求在各功能區之間的流動路線進行布局，主要考慮校園中的辦公、教學、生活和娛樂等各項支持系統的整體規劃；3)行走時間，指校園的規劃里面是否便捷,主要體現校園建筑設施之間穿梭需要的時間[9]。

運用SLP理論進行規劃布局時,需要對系統設計步驟進行定性和定量的分析：首先要確定學校各區域的相互關系,經過綜合分析得到學校區域之間的關系矩陣；然后根據關系矩陣中各區域之間相互關系的密切程度確定作業單位之間距離的遠近,并通過賦值的方法進行定量分析[10]；最后繪制出相應的位置關系圖,并將高校的實際占地面積和位置關系結合起來,形成包含大學科技園區域的區域位置關系圖,通過進一步的修正和調整,得到可行的規劃方案,再對方案進行評估選優[11]。

1.1.2 基于SLP的大學科技園與校園分區的相關性分析

SLP理論從物流強度和非物流強度2個方面分析多個區域之間的關系,并將兩者綜合,由綜合相互關系規劃各單位間在平面上的相對位置。而高校校園區域規劃主要考慮空間、建筑、人員因素的思路對其進行分析，然后結合實際影響單位布局的修正要素對位置進行相關調整,設計出多種可行的布置方案。R·繆瑟將SLP中的單位間相互關系密切程度分為A，E，I，O，U，X等6個值，其含義如表1所示。

表1 各相關程度評分表

在高校中設置大學科技園區后，將其與對各個功能分區的關聯性進行分析,利用關聯性兩兩判斷矩陣并依據SLP理論即可得到大學科技園與校園功能分區活動關系圖。通過對各校園功能區的相互關系矩陣的賦值計算，可以得到綜合接近程度值。該值高則表示這個功能區與其他區的關系密切，也就應該處于布置圖的中心位置；反之，就是該校園功能區處于布置圖的邊緣位置。然后即可繪制各校園功能區位置的相關圖。基于校園布局規劃管理角度的大學科技園規劃選址研究增強了與各分區的聯系，增強了校園功能的可持續發展性，也為大學科技園的可持續發展奠定了基礎。

1.2 P-中值模型的選址方法

在大學科技園的規劃選址研究中,實際可備選的位置往往都是有限的,因此采用離散點選址模型更為適用。大學校園里的土地現狀，備選方案中只有有限個元素,只需要在這有限的幾個區域中進行分析來確定選址，可采用P-中值模型來解決此問題。P-中值模型即是在給定數量和位置要求的一組集合和一組備選建設方案位置的集合下,將事先選定P個設施建設點，并求得P個設施建設點至各個需求點之間的總加權成本最低問題[12-13]。運用P-中值模型的選址前后對比圖如圖2所示。

圖2 P-中值模型選址前后對比圖Fig.2 Comparison chart of siting before and after with P-median

1.2.1 P-中值數學模型

P-中值模型可以用以下的數學語言進行描述,數學模型描述的目標函數如下[14]:

約束條件為

yij≤xi, i∈N, j∈M,

xj∈{0,1}, j∈M,

jij∈{0,1}, i∈N, j∈M,

其中，N為模型中所有的需求點，N={1,2,…,n}；

di為第i個需求點的需求；

M為模型中所有的備選建設點，M={1,2,…,m}；

cij為從i到j的單位成本；

p為可以建立設施的總數且p

1.2.2 貪婪取走式算法求解

貪婪取走式算法[15]，即采用逐步構造最優解的方法，在每個階段都做出一個最優的決策，在某種標準下一旦做出決定就不能再做變動。這種算法主要用于需要建立的園區確立的情況下的靜態選址方案，該算法的基本求解步驟如下：

1)初始化，令當前選中備選建設候選點數k=m，即將所有m個候選位置都選中，按照成本最低的原則將需求點指派到相應的園區建設區域；

2)若k=p，輸出k個備選建設點滿足用戶需求的指派結果停止；否則，轉入步驟4)，p為擬計劃建立的分部選址設施點數；

3)選址并從k個備選建設點中確定一個取走點，滿足：假如將它取走并將屬于它的需求用戶指派給其他最近園區備選建設點后，增加的費用的增加量最小；

4)從備選點集合中刪除取走點，令k=k-1，轉入步驟2)。

2 實證分析

為充分利用高校的知識優勢和人才優勢，促進高校科研成果的轉化，使高校在發展高新技術產業上得到更多科技型企業的幫助，進而能夠有效促進高校、政府和企業新型互助模式的發展，在高校校園中規劃建設大學科技園區是非常有必要的。

2.1 基于SLP理論的高校功能區規劃布局

由于某高校校園的規劃發展已經基本建設完成，如果需要規劃建設大學科技園的區域就必須分析大學科技園與師生活動相關的校園功能區域的關系，分析他們之間的相關性。

2.1.1 高校校園各分區的相關性分析

通過調查，該高校校園師生活動區域主要規劃為教學區、行政辦公區、學生生活區、大學科技園區、教職工生活區、大學商城區、體育運動區及其他分區。對各個功能分區的關聯性分析,筆者采取關聯性兩兩判斷矩陣來進行,按照SLP理論的表示方法,即可得到校園功能分區活動關系圖，如圖3所示,圖中字母含義見表1。

圖3 校園各分區活動的關系圖Fig.3 District of campus activities diagram

某大學校園內各功能分區的相互關系程度的確定主要由各功能分區之間的物流強度和非物流強度兩個方面決定。物流強度主要是指各功能區之間的人流量的大小，非物流強度指功能區之間共用的設施場地、應用相同的文件資料和使用同一批教職工等因素，綜合得出大學科技園與各功能分區的相互關系圖程度。

通過對某高校內各功能分區相互關系程度評價矩陣的賦值計算，得到綜合接近程度值，對綜合接近程度進行排序，結果如表2所示。

表2 某高校各分區接近程度排序

綜合接近程度值高的區域與其他區域相互關系總體上是比較密切的，反之這個區域與其他區域位置關系不是特別重要。大學科技園與各分區的接近程度值可以直觀看到大學科技園不是高校建設的核心區域，通過相關性分析得出大學科技園區與教學區域、行政辦公區域和學生生活區域關系相對緊密，所以大學科技園大致應處于大學校園內這些核心區域的周邊。

2.1.2 高校校園內各分區布局位置相關圖

根據高校校園內各功能分區相互關系密級程度繪制大學科技園與校園內各分區的位置相關圖，如圖4所示，圖中實線虛線含義見表1。

圖4 大學科技園與校園內其他分區位置相關圖Fig.4 Location correlation diagram of university science park and other campus partition

校園內功能分區規劃位置相關圖,為大學科技園規劃整體的布局提供了一個清晰的布局位置，在與各個功能分區位置關系確定時提供重要的參考依據。在此基礎上,大學科技園的規劃選址必須還要進一步考慮其他合理相對位置關系、使用功能、空間特點及交通安全等因素，并結合某高校土地實際使用狀況的限制,對大學科技園規劃的位置進行調整、歸納和修正，從而能夠得到其他與當前大學科技園規劃布局的方案。

2.2 P-中值模型選址分析

結合某高校的實際土地狀況和校園規劃的現狀，根據上述大學科技園的規劃結論，可以得到擬建設大學科技園的5個備選點，并且在大學科技園的規劃選址中暫不考慮建筑物外形特征等因素。某高校校園中有10個與教師學生相關的需求區域，5個備選點與大學校園其他區域的位置關系如圖5所示。從A，B，C，D，E這5個備選點中選出2個作為建設大學科技園的規劃方案。各需求區域與備選點的人員流動時間成本cij和需求量di，如表3所示。

圖5 擬建設大學科技園備選點示意圖Fig.5 Planning to build an alternative schematic point of university science park

備選地址jcij需求點i12345678910A10152030404560401510B20303010202515405045C40505535304050301015D5101525404550603025E20305025152030405045需求量di1016304611011090151854

本文中的擬建設大學科技園的備選區域都是在滿足大學科技園建設規模的前提下，通過人員流動時間成本數值大小的比較，來進行大學科技園規劃選址。初始化k=5，將需求區域指派給人員流動時間成本最小的備選建設點，初始指派結果如圖6所示。

圖6 初始指派結果Fig.6 Initial assignment result

圖7 移除C點后指派結果Fig.7 Assignment result after deleting section C

令k=k-1，即k=4時，分別對移去備選建設點A,B,D,E進行單獨分析，并對各自的人員流動時間成本增量進行計算，通過計算在移除備選點D時人員流動時間人員流動時間成本增加量最小，所以應先將備選建設點D移除。同理計算k=3時，應刪除備選建設點E。此時，k=p=2指派停止，計算結果表明，在A，B點為該校擬建設大學科技園區的規劃選址方案，最終選擇結果如圖8所示。

圖8 最終選址結果Fig.8 Final site selection result

3 結 語

大學科技園是高校科教結合的產物，已成為高校實施國家創新驅動發展戰略的重要陣地，其建設的首要問題是如何進行選址。在滿足大學科技園建設規模的前提下，本研究從大學管理視角出發，運用工業工程的SLP理論，從理論及實證兩方面對大學科技園的規劃選址問題進行了研究：運用SLP布局規劃方法，從大學校園內各分區的功能作用出發，分析得出大學科技園區與高校各功能分區之間的相關性，找到大學科技園區與高校各功能分區之間的相對位置關系，進而確定擬建設的大學科技園區的備選區域；運用P-中值模型，從校園內的人員流動時間成本角度，對擬建設大學科技園區的備選區域進行了研究，得出擬建設的大學科技園區的規劃方案。基于工業工程的SLP理論對大學科技園進行規劃選址研究，可作為建筑學視角以外的另一種規劃選址研究。多角度的選址研究，使大學科技園規劃選址決策更加具有科學性。本文提出的從大學管理角度研究大學科技園規劃選址的方法，也適用于其他行業的建筑規劃選址研究。

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Research of university science-tech parks site selection based on SLP

KONG Qingshu, WANG Zhen

(School of Economics and Management, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050018, China)

For making more scientific decision on university science-tech parks site planning, based on the management of the university, aiming at breaking through the present situation of science-tech parks site selection based on the considering of the architecture, SLP theory in industrial engineering is used to study the science-tech parks site selection problem from theoretical and empirical aspects. The SLP planning theory is used analyzed the correlation between the science-tech parks and every region in the campus, and the alternative regions for university science-tech parks is put forward. Based on P-median algorithm of the static model of discrete points, the planning scheme for science-tech parks site selection is produced.

other disciplines of management engineering; university science-tech parks； planning； site selection； P-median model； SLP theory

1008-1534(2016)04-0282-06

2016-04-22;

2016-05-16；責任編輯：張 軍

河北省軟科學課題(16456224D);石家莊市科技局軟科學課題(165790065A)

孔慶書(1960—)，女，河北辛集人，教授，主要從事區域經濟高教管理方面的研究。

E-mail:kongqingshu@163.com

F244.9

A

10.7535/hbgykj.2016yx04003

孔慶書，王 震.基于SLP理論的高校大學科技園選址研究[J].河北工業科技,2016,33(4):282-287. KONG Qingshu, WANG Zhen.Research of university science-tech parks site selection based on SLP[J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology,2016,33(4):282-287.